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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergießen elektrischer Komponenten,
insbesondere elektrischer Komponenten einer elektrischen Zündung eines
Brenners, bei dem man die elektrischen Komponenten in einem Gehäuse anordnet
und in das Gehäuse
Vergußmasse
füllt.
Ferner betrifft die Erfindung eine Gehäuseanordnung mit einem Gehäuse, das
elektrische Komponenten aufweist, insbesondere elektrische Komponenten
einer elektrischen Zündung
eines Brenners, und mit einer Vergußmasse im Inneren des Gehäuses, die
mindestens eine elektrische Komponente mindestens teilweise umschließt.
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Aus
US 3 141 049 ist ein solches
Verfahren bekannt, bei dem elektrische Komponenten eines Zündgeräts für Leuchtstoffröhren voll
vergossen werden. Hierzu wird Vergußmasse in ein Metallgehäuse eingefüllt, in
dem be reits die elektrischen Komponenten installiert sind. Zur verbesserten
Wärmeabfuhr wird
dafür gesorgt,
daß die
ausgehärtete
Vergußmasse
bis zur Abdeckplatte des Gehäuses
reicht und ohne Luftspalt Wärme
an diese abgeben kann. Hierzu wird mit Hilfe eines Rahmens auch
oberhalb des Gehäuses
Vergußmasse
ausgehärtet
und anschließend
so abgetrennt, daß die
Vergußmasse
plan mit der Oberkante des Metallgehäuses abschließt.
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US
2002/0191365 A1 zeigt elektrische Komponenten, die an einer Halterung
befestigt sind, wobei die Halterung mit den Komponenten innerhalb
eines Vergußblocks
eingegossen ist.
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Bei
den bekannten Verfahren zum Vergießen elektrischer Komponenten
ist der Herstellungsprozeß relativ
aufwendig. Häufig
werden auch Vakuum-Gießanlagen
verwendet, die jedoch kostenintensiv in der Anschaffung und Wartung
sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Vergießen elektrischer
Komponenten zu vereinfachen und Gehäuseanordnungen mit vergossenen
elektrischen Komponenten kostengünstig
herzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man in dem Gehäuse einen
ersten Raum und einen zweiten Raum anordnet, die jeweils mindestens
eine elektrische Komponente aufweisen, wobei man Vergußmasse in
den ersten Raum füllt und
den zweiten Raum frei von Vergußmasse
hält.
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Die
elektrischen Komponenten im Inneren des Gehäuses werden somit auf mindestens
zwei Räume
aufgeteilt. Im ersten und im zweiten Raum schafft man jeweils unterschiedliche
Bedingungen, die an das Betriebsverhalten der elektrischen Komponenten
angepaßt
sind. Elektrische Komponenten werden während ihres Betriebs warm und
geben diese Wärme
an ihre Umgebung ab. Eine Vergußmasse, die
eine elektrische Komponente umhüllt,
sorgt für eine
bessere Wärmeabfuhr
als beispielsweise Luft, die die elektrische Komponente umgibt.
Man hat nun die Möglichkeit,
die Komponenten, die besonders viel Wärme produzieren, in dem ersten
Raum anzuordnen und die Komponenten, die weniger Wärme produzieren,
im zweiten Raum anzuordnen. Durch die Unterteilung des Gehäuses in
den ersten und den zweiten Raum, bei dem Vergußmasse nur im ersten Raum vorhanden
ist, setzt man nur dort Vergußmasse
ein, wo sie auch benötigt
wird. Dies bedeutet, daß man
im Vergleich zu herkömmlichen
Verfahren Vergußmasse
einspart und dadurch auch das Gesamtgewicht des Gehäuses mit
den installierten elektrischen Komponenten verringert. Ferner wird
die spätere
Entsorgung der Gehäuseanordnung
vereinfacht. Dennoch schützt
die Vergußmasse
ausreichend gegen physische Einwirkungen von außen, insbesondere Beanspruchungen
durch Schläge
oder beim Herunterfallen.
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Es
ist bevorzugt, daß man
im ersten Raum mindestens eine elektrische Hochspannungskomponente
anordnet. Bei der Verwendung von Hochspannung muß man darauf achten, daß stets
genügend große Isolierstrecken
vorhanden sind, um Überschläge zu vermeiden.
Verwendet man nun eine isolierende Vergußmasse, wie beispielsweise
Polyurethan, so können
die Isolierstrecken im Vergleich zu Isolierstrecken in Luft wesentlich
kleiner gehalten werden. Durch die Anordnung von Hochspannungskomponenten
im ersten Raum ist es möglich,
den Raumbedarf innerhalb des Gehäuses
zu reduzieren und somit ein kompakteres und kostengünstigeres
Gehäuse
herzustellen. Desweiteren ist es auch nicht notwendig, daß die elektrischen
Hochspannungskomponenten bereits im isolierten Zustand eingebaut
werden. Mit dem Einfüllen
der Vergußmasse
in den ersten Raum werden die dort installierten elektrischen Komponenten
nicht nur in ihrer Position gehalten, sondern auch voneinander isoliert.
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Bevorzugterweise
ordnet man im zweiten Raum elektrische Komponenten an, die mit Niederspannung
arbeiten. Elektrische Niederspannungskomponenten sind beispielsweise
Widerstände,
Kapazitäten,
Induktivitäten,
Mikroprozessoren, Dioden und sonstige Halbleiterbauelemente, die
im Bereich von einigen Millivolt bis etwa 250 Volt Betriebsspannung
arbeiten. Es besteht oftmals der Wunsch, sie auszutauschen. Somit
ist es von Vorteil, wenn diese Niederspannungskomponenten nicht
vergossen sind, um bei einem Defekt ausgewechselt zu werden oder
bei einer Weiterentwicklung ausgetauscht werden zu können.
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Auch
ist von Vorteil, wenn man in dem Gehäuse einen dritten Raum anordnet,
den man mit Vergußmasse
füllt.
Dieser dritte Raum kann beispielsweise zu Befestigungszwecken dienen.
Es ist denkbar, daß man
elektrische Komponenten, die im ersten und/oder zweiten Raum installiert
sind, auch teilweise in den dritten Raum führt, um sie dort mit Hilfe
der Vergußmasse
zu fixieren.
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Vorteilhafterweise
füllt man
den dritten Raum zeitlich vor dem ersten Raum mit Vergußmasse. Nutzt
man den dritten Raum zum Befestigen von elektrischen Komponenten,
die sich im ersten Raum befinden, so ist es eine Vereinfachung bei
der Herstellung, wenn man zunächst
die Komponenten mit Vergußmasse
im dritten Raum fixiert, bevor man sie im ersten Raum vergießt. Ein
zeitlich versetztes Füllen
mit Vergußmasse
hat auch den Vorteil, daß man nur
eine Gießvorrichtung
benötigt.
Auch die Komponenten im zweiten Raum werden festgehalten. Darüber hinaus
ist es möglich,
die Anforderungen an eine Lackierung einer Schaltungsplatine zu
vermindern oder eine derartige Lackierung oder Beschichtung sogar
ganz wegzulassen, die ansonsten nötig wäre, um Kriechströme zu vermindern.
Um EU-Normen in Bezug auf Kriechstromfestigkeit einzuhalten, müssen entweder
die Abstände
zwischen Leiterbahnen einer Schaltungsplatine groß genug
sein (abhängig
von der Spannung) oder man muß die
Platine lackieren oder eingießen,
was durch das Füllen
des dritten Raums automatisch erfolgt.
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In
bevorzugter Weise füllt
man den ersten und den dritten Raum in Gravitationsrichtung mit
Vergußmasse.
Zur Befüllung
des ersten und des dritten Raums nutzt man die Gravitationskraft
aus und vermeidet auf diese Weise am ehesten eingeschlossene Gasblasen
im Inneren der ausgehärteten
Vergußmasse,
da beim Einfüllen
die flüssige
Vergußmasse vorhandene
Luft verdrängt.
Ein Vergießen
unter Vakuum ist im vorliegenden Fall nicht notwendig.
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Es
ist bevorzugt, daß man
den dritten Raum über
den ersten Raum befüllt.
Bei dieser Vorgehensweise ist ledig lich ein Angußkanal notwendig. Hierbei wird
die Vergußmasse über eine
oder mehrere Öffnungen
des ersten Raums von außerhalb
des Gehäuses
in das Innere des ersten Raums eingegossen, wobei von dort die Vergußmasse weiter
in den dritten Raum gelangt. Auf diese Weise wird das Vergießen der
elektrischen Komponenten vereinfacht, da man für das Füllen von zwei Räumen nur
eine Zugangsstelle für
das Gießwerkzeug
benötigt.
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Die
Aufgabe wird bei einer Gehäuseanordnung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Gehäuse einen ersten Raum und einen zweiten
Raum aufweist, in denen jeweils mindestens eine elektrische Komponente
angeordnet ist, und der erste Raum zumindest teilweise mit Vergußmasse gefüllt ist
und der zweite Raum keine Vergußmasse oder
nur eine geringe Menge am Boden der Komponenten aufweist.
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Ein
Vergießen
der elektrischen Komponenten innerhalb des Gehäuses ermöglicht relativ große konstruktive
Freiheiten. Die in dem ersten Raum des Gehäuses eingegossene flüssige Vergußmasse paßt sich
der Geometrie des ersten Raums und den darin installierten elektrischen
Komponenten an. Üblicherweise
vergießt
man die elektrischen Komponenten so, daß sie vollkommen durch die
Vergußmasse
umhüllt
sind. Füllt
man den ersten Raum bis zu seinem oberen Rand mit Vergußmasse auf,
so sorgt man für eine
gute Wärmeabfuhr,
indem die Vergußmasse vollflächig an
den Begrenzungswänden
des ersten Raums anliegt. Im zweiten Raum verzichtet man bewußt auf die
Vergußmasse
oder verwendet nur eine geringe Menge, um so beispielsweise elektrische Komponenten
im Nachhinein austauschen zu können.
Das Fehlen von Vergußmasse
im zweiten Raum oder die geringe Menge erleichtert später die
Wiederverwertung bzw. Entsorgung des Gehäuses. Möchte man in diesem Raum die
elektrischen Komponenten zusätzlich
kühlen,
so ist beispielsweise eine aktive Kühlung mit Lüftern oder einem Kühlkörper möglich, ohne
daß die
Wärmeabfuhr
von Vergußmasse
behindert wird. Als Vergußmasse
eignet sich jede fließfähige Substanz,
die im ausgehärteten
Zustand möglichst
geringe mechanische Spannungen ausbildet, um die Anordnung der elektrischen
Komponenten nicht zu gefährden.
Als Vergußmasse
kommt beispielsweise Epoxidharz, Polyurethanharz oder ein Elastomer,
wie beispielsweise Silikon, in Frage. Diese Werkstoffe weisen außerdem gute
elektrische Isoliereigenschaften auf und sind bei Wärmeentwicklung
alterungsbeständig.
Eine geringe Menge von Vergußmasse
kann gewünscht
sein, um schwere Komponenten mechanisch festzuhalten. Wenn man auf
die Vergußmasse
ganz verzichtet, ist es zweckmäßig, eine
lackierte Schaltungsplatine oder Träger der Komponenten zu verwenden,
wenn die Kriechstromfestigkeit so erfüllt werden kann.
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Es
ist besonders bevorzugt, daß der
erste Raum mindestens eine elektrische Hochspannungskomponente aufweist.
Bei der Verwendung von Vergußmasse
mit Isoliereigenschaften können
Hochspannungskomponenten im ersten Raum zunächst unisoliert angeordnet
werden. Beim Einfüllen
der Vergußmasse
werden diese Hochspannungskomponenten dann vollständig von
dieser umschlossen und somit elektrisch isoliert von benachbarten
elektrischen Komponenten.
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Vorzugsweise
weist der zweite Raum einen Niederspannungs-Stromkreis auf. Niederspannungs-Stromkreise
wei sen beispielsweise elektrische Komponenten auf, die zur Ansteuerung, Überwachung,
Regelung oder Datensicherung verwendet werden. Solche Stromkreise
sind beispielsweise in Halbleiterchips integriert, auf Leiterplatten
aufgedruckt oder herkömmlich
auf Leiterplatten angelötet.
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Von
Vorteil weist das Gehäuse
einen dritten Raum auf, der an dem ersten Raum und dem zweiten Raum
angeordnet ist. Somit grenzt sowohl der dritte Raum an den ersten
als auch an den zweiten Raum an. Der dritte Raum kann verwendet
werden, um elektrische Komponenten in den ersten und in den zweiten
Raum einzuführen.
Hierzu ist von Vorteil, wenn der dritte Raum eine abnehmbare Wand
zum ersten und/oder zum zweiten Raum aufweist.
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Bevorzugterweise
ist der dritte Raum durch eine Leiterplatte begrenzt. Eine Begrenzung
zwischen dem ersten und dem dritten Raum und zwischen dem zweiten
und dem dritten Raum kann durch eine einzige Leiterplatte gebildet
sein. Auf dieser Leiterplatte können
dann elektrische Komponenten des ersten und des zweiten Raums angeordnet sein.
Wird dann die Leiterplatte als Begrenzung des dritten Raums im dritten
Raum angeordnet, so befinden sich die darauf angebrachten elektrischen
Komponenten jeweils im ersten bzw. zweiten Raum. Die Leiterplatte übernimmt
somit eine weitere Funktion, nämlich
die einer Begrenzung für
gleichzeitig zwei Räume,
die dem dritten Raum benachbart sind. Auch kann die Leiterplatte
elektrische Komponenten aufweisen, die nach dem Einsetzen der Leiterplatte
in das Gehäuse
im dritten Raum angeordnet sind. Der dritte Raum kann dann beispielsweise
vergossen werden, so daß die
vorinstal lierten elektrischen Komponenten auf der Leiterplatte durch
das Befüllen
des dritten Raums mit Vergußmasse
auch auf der Leiterplatte fixiert werden. Durch die Vergußmasse werden auch
die elektrischen Komponenten im ersten und zweiten Raum fixiert.
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Es
ist vorgesehen, daß der
erste Raum eine Befüllöffnung aufweist.
Eine Befüllöffnung im
ersten Raum ist von Vorteil, wenn man den ersten Raum unabhängig von
benachbarten Räumen
mit Vergußmasse
füllen
möchte.
Für die
Größe der Befüllöffnung reicht
es lediglich aus, daß in
dieser ein Angußkanal
Platz findet. Desweiteren wäre
von Vorteil, wenn man für
eine entsprechende Entlüftung
während
des Vergießens
sorgt, damit die zuvor vorhandene Luft innerhalb des ersten Raums
der Vergußmasse
weichen kann. Zur Entlüftung
kann ebenfalls die Befüllöffnung verwendet
werden.
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Es
ist bevorzugt, daß der
erste und der zweite Raum durch eine undurchlässige Trennwand voneinander
getrennt sind. Wenn der erste und der zweite Raum aneinandergrenzen,
ist eine Trennwand, die undurchlässig
ist für
Gas und/oder Feuchte, besonders vorteilhaft. So ist sichergestellt,
daß beim
Aushärten
der Vergußmasse
im ersten Raum keine Feuchtigkeit in den zweiten Raum eindringen
kann. Diese Feuchtigkeit könnte
nämlich
dort installierte elektrische Komponenten während des Betriebs schädigen. Praktischerweise
wäre eine
solche Wand diffusionsdicht, so daß kein Gas- und Feuchteaustausch
zwischen dem ersten und dem zweiten Raum und umgekehrt stattfinden
kann. Auch eine undurchlässige
oder zumindest nahezu undurchlässige Wand
bezüglich
elektrischer Störungen
ist vorteilhaft. Elektrische Störungen, d.h.
elektromagnetische Beeinflussungen, können von Entladungserscheinungen
ausgehen, wie sie beispielsweise bei einem Zündvorgang entstehen. Niederspannungskomponenten
reagieren auf solche Störungen
relativ empfindlich. Somit ist es sinnvoll, bei der Auslegung der Wand
zwischen dem ersten und dem zweiten Raum auch mögliche elektromagnetische Störungen zu
berücksichtigen.
Hierzu wäre
eine Trennwand aus Metall, beispielsweise Edelstahl, geeignet.
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Auch
ist von Vorteil, wenn der erste Raum eine offene Seite aufweist,
die durch mehrere Balken überbrückt ist,
zwischen denen jeweils ein Zwischenraum vorgesehen ist, wobei sich
die Vergußmasse bis
in die Zwischenräume
erstreckt und an den Balken anliegt. Der erste Raum benötigt also
keine Deckelwand, so daß man
das Befüllen
des ersten Raums mit Vergußmasse
visuell überwachen
kann. Da die Vergußmasse
an den Balken anliegt, erreicht man gleichwohl eine abgedichtete
und mechanisch stabile Begrenzung des ersten Raums.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
Gehäuseanordnung
im Ausgangszustand,
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2 die
Gehäuseanordnung
nach 1 mit elektrischen Komponenten,
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3 die
Gehäuseanordnung
nach 2 mit einer Abdeckung,
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4 die
Gehäuseanordnung
nach 3 mit einem vergossenen Raum,
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5 die
Gehäuseanordnung
nach 4 mit zwei vergossenen Räumen,
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6 ein
abgewandeltes Ausführungsbeispiel
in einer Darstellung entsprechend 4 und
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7 das
abgewandelte Ausführungsbeispiel
in der Darstellung entsprechend 5.
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Die
Erfindung wird anhand eines elektrisch gezündeten Brenners beschrieben.
Solche Brenner werden in Gas- oder Ölheizungen
eingesetzt, um eine Brennerflamme zu entzünden und aufrecht zu erhalten.
Für das
Zünden
wird eine elektrische Entladung verwendet, die mit Hilfe von Hochspannung
erzeugt wird. Die Zündeinrichtung
mit entsprechender Ansteuerung wird in einer Gehäuseanordnung 1 angeordnet
und nach Bestückung
und Fertigstellung der Gehäuseanordnung 1 an
dem Brenner montiert. In den 1 bis 5 wird
die Herstellung einer solchen Gehäuseanordnung 1 in
zeitlicher Abfolge näher
dargestellt.
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1 zeigt
eine mögliche
Ausführungsform für eine Ausgangssituation
der vorgefertigten Gehäuseanordnung 1 für einen
elektrisch gezündeten
Brenner. Eine Trennwand 3 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 2 in
zwei zueinander benachbarte Bereiche. Im vorliegenden Fall ist die
Trennwand 3 ein separates Teil, das im Gehäuse 2 befestigt
ist und das gleiche Material wie das Gehäuse 2 aufweist. Das Gehäuse 2 weist
weiterhin Vorsprünge 4 auf,
die ins Innere des Gehäuses 2 ragen.
Die Vorsprün ge 4 können, wie
die Trennwand 3, sowohl als separates Teil als auch einstückig mit
dem Gehäuse 2 ausgebildet sein.
Das Gehäuse 2 weist
außerdem
eine Öffnung 5 auf,
die später
zum Befüllen
verwendet wird.
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In 2 ist
eine Situation gezeigt, in der eine Leiterplatte 6 in das
Gehäuse 2 eingeführt wurde
und sowohl auf den Vorsprüngen 4 als
auch auf der Trennwand 3 aufliegt. Dies ist möglich, da
die Vorsprünge 4 und
das freie Ende der Trennwand 3 auf einer horizontal gedachten
Linie angeordnet sind. Diese Linie wird von der Leiterplatte 6 eingenommen, so
daß diese
parallel zu einer Gehäusewand,
hier die Wand mit der Öffnung 5,
ausgerichtet ist. Die Leiterplatte 6 weist elektrische
Komponenten 7 auf, die beim Einführen der Leiterplatte 6 zeitlich
vor der Leiterplatte 6 in das Gehäuse 2 gelangen.
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Durch
die Anordnung der Leiterplatte 6 ergeben sich innerhalb
des Gehäuses 2 ein
erster Raum 8 und ein zweiter Raum 9. Diese beiden
Räume 8, 9 sind
zueinander benachbart und durch die Trennwand 3 voneinander
abgetrennt. Durch die Anordnung der elektrischen Komponenten 7 auf
der Leiterplatte 6 sind sowohl im ersten als auch im zweiten Raum 8, 9 elektrische
Komponenten 7 vorhanden. Bei den elektrischen Komponenten 7 unterscheidet man
zwischen Hochspannungskomponenten 10, heißen Komponenten,
z.B. Transistoren, und Niederspannungskomponenten 11. Die
Hochspannungskomponenten 10 sind dazu ausgelegt, mit Spannungen über 1000
Volt zu arbeiten, wobei Wechselspannungen, Gleichspannungen und
impulsförmige Spannungen
in Frage kommen. Elektrische Hochspannungskomponenten sind beispielsweise
Spulen, Kapazitäten,
Widerstände,
Transformatoren, Funkenstrekken und Überspannungsableiter. Die Niederspannungskomponenten 11 arbeiten
mit geringeren Spannungen, beispielsweise im Bereich bis etwa 250 Volt.
Beispiele für
die Niederspannungskomponenten 11 sind Halbleiterbauelemente,
ohmsche Widerstände,
Kapazitäten,
Induktivitäten
und dergleichen.
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Für das Betreiben
eines Brenners wird sowohl ein elektrischer Hochspannungskreis als
auch ein oder mehrere Niederspannungskreise benötigt. In 2 sind
die elektrischen Komponenten 7, die zu einem Hochspannungskreis
gehören,
also die Hochspannungskomponenten 10, im ersten Raum 8 angeordnet.
Im zweiten Raum 9 sind die Niederspannungskomponenten 11 angeordnet,
die innerhalb von elektrischen Schaltkreisen arbeiten. Die Hoch- und
Niederspannungskomponenten 10, 11 sind schematisch
in 2 dargestellt, wobei im ersten Raum eine Zündspule 12,
ein Kondensator 13 und ein Transistor 14 zur Versorgung
der Hochspannungskomponenten 10 dargestellt ist. Im zweiten Raum 9 ist
schematisch ein Kondensator 15 zur Spannungsversorgung
und eine Drosselspule 16 zur Ansteuerung der Zündspule 12 und
zur Regelung der Zündspannung
gezeigt.
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Die
Leiterplatte 6 begrenzt im Inneren des Gehäuses 2 einen
dritten Raum 17, der in 2 nach oben
hin offen ist. Der zunächst
nur an zwei Seiten durch das Gehäuse 2 begrenzte
dritte Raum 17 wird genutzt, um durch diesen hindurch die
Leiterplatte 6 mit elektrischen Komponenten 7 zu
ihrer Lagerposition an den Vorsprüngen 4 zu führen. Der
dritte Raum 17 wird danach mit einer Abdeckung, hier in Form
eines Deckels 18, verschlossen.
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Der
Deckel 18 verschließt
somit das Gehäuse 2 an
der in 3 gezeigten Oberseite des Gehäuses 2.
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Anschließend dient
der Deckel 18 in 4 als Standfläche, nachdem
die Gehäuseanordnung 1 um
180° bezüglich ihrer
horizontalen Achse gedreht wurde. Durch eine Fixierung der Leiterplatte 6 wird die
Leiterplatte 6 an ihrem ursprünglichen Ort an den Vorsprüngen 4 im
Inneren des Gehäuses 2 gehalten. Als
nächstes
wird Vergußmasse 19 in
den dritten Raum 17 eingefüllt. Dies geschieht über die
Befüllöffnung 5 des
ersten Raums 8, die sich nun an der Oberseite des Gehäuses 2 befindet.
Die flüssige
Vergußmasse 19 gelangt
in einer Einfüllrichtung 20 in Gravitationsrichtung 21 von
der Befüllöffnung 5 in den
ersten Raum 8 und von dort aus in den dritten Raum 17.
Dies ist möglich,
da zwischen dem ersten Raum 8 und dem dritten Raum 17 Durchflußpassagen
angeordnet sind, durch die die flüssige Vergußmasse hindurchfließen kann.
Solche Passagen sind beispielsweise bewußt freigelassene Spalte zwischen
der Leiterplatte 6 und dem Gehäuse 2 oder auch Öffnungen
in der Leiterplatte 6, die eine Verbindung zwischen dem
ersten Raum 8 und dem dritten Raum 17 ermöglichen.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
weist die Leiterplatte 6 Durchgangsbohrungen 22 auf, durch
die die Vergußmasse 19 vom
ersten Raum 8 in den dritten Raum 17 fließt. Solche
Durchgangsbohrungen 22 werden auch verwendet, um beispielsweise
die Zündspule 12 mit
der Leiterplatte 6 zu kontaktieren. Hierbei werden Anschlüsse der
Zündspule 12 in
Form von Drähten
von der einen Seite der Leiterplatte 6, auf der sich die
Zündspule 12 befindet,
zur anderen Seite der Leiterplatte 6, die dem dritten Raum 17 zugewandt
ist, hindurchgesteckt, weil man sicherstellen möchte, daß die Hochspannung in Verbindung
mit der Spule isoliert ist. Durch das Vergießen des dritten Raums 17 werden
solche hindurchgesteckten Anschlüsse
zusätzlich
fixiert. Man kann auch mehrere Durchgangsbohrungen 22 miteinander verbinden,
beispielsweise durch ein Langloch, und die Anschlüsse der
Hochspannungsseite der Zündspule
durch eine gemeinsame Durchgangsbohrung 22 führen und
dort räumlich
beabstanden. Wenn man nun den dritten Raum 17 mit Vergußmasse füllt, dann werden
die Anschlüsse
der Hochspannungsseite durch die Vergußmasse gegeneinander isoliert,
was unter Umständen
besser sein kann als die elektrische Isolation durch die Leiterplatte.
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Als
Vergußmasse
verwendet man ein Material, das im flüssigen Zustand eine niedrige
Viskosität aufweist
und im ausgehärteten
Zustand gute elektrische Eigenschaften zeigt. Im vorliegenden Fall
wird Polyurethan verwendet, das ohne die Zufuhr von Wärme bereits
bei Raumtemperatur aushärtet.
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Wie
in 4 dargestellt, wird der gesamte dritte Raum 17 mit
der Vergußmasse 19 gefüllt. Durch
die horizontale Ausrichtung des Deckels 18 und der Leiterplatte 6 grenzt
die Vergußmasse 19 im dritten
Raum 9 vollflächig
an die Leiterplatte 6 an. Nach dem Einfüllen der Vergußmasse 19 in
den dritten Raum 17 wartet man eine gewisse Zeitspanne ab,
bis sich die Vergußmasse 19 vom
flüssigen
Zustand in einen festen oder nahezu festen Zustand umwandelt. Das
zeitliche Warten hat den Vorteil, daß man eventuelle Schrumpfungen
der Vergußmasse 19 beim
Aushärten
berücksichtigen
kann, so daß beim weiteren
Vergießen
eventuell entstandene Hohlräume
vermieden werden.
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In 5 ist
ein weiterer Füllvorgang
in Einfüllrichtung 20 dargestellt.
Der erste Raum 8 wird wie der dritte Raum 17 in
Gravitationsrichtung 21 befüllt. Auch in diesem Fall gelangt
die Vergußmasse 19 durch
die Befüllöffnung 5 in
den ersten Raum 8. Da der dritte Raum 17 bereits
befüllt
oder nahezu befüllt ist
und die Trennwand 3 als auch die Leiterplatte 6 im Bereich
der zweiten Kammer 9 undurchlässig für die Vergußmasse 19 ist, wird
beim zweiten Vergießen nur
der erste Raum 8 befüllt.
Der zweite Raum 9 bleibt frei von Vergußmasse 19.
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Durch
das Vergießen
des ersten Raums 8 werden die elektrischen Hochspannungskomponenten 10 vollständig von
Vergußmasse 19 umschlossen.
Durch die Geometrie der Zündspule 12 und
der Leiterplatte 6 gelangt auch Vergußmasse 19 zwischen
die Anschlüsse
der Zündspule 12.
Dies ist von Vorteil, da der Bereich zwischen den Anschlüssen der
Zündspule 12 besonders
kritisch hinsichtlich der Isolierstrecke ist. Die dielektrischen
Eigenschaften der Vergußmasse 19 sorgen
zusätzlich
dafür,
daß im Bereich
der Anschlüsse
der Zündspule 12 eine
zusätzliche
Isolation vorhanden ist. Für
diese Isolation muß somit
nicht zusätzlich
gesorgt werden, sondern sie entsteht automatisch durch das Vergießen der Hochspannungskomponenten 10 im
ersten Raum 8 und im dritten Raum 17.
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Im
vorliegenden Fall wird der erste Raum 8 vollständig mit
Vergußmasse 19 gefüllt, so
daß die Vergußmasse 19 mit
allen fünf
Begrenzungswänden des
ersten Raums 8 und der Leiterplatte 6 in Kontakt kommt.
Um eine sehr glatte Oberfläche
der Vergußmasse
an einer Grenzfläche
zu Luft zu erhalten, ist es gewöhnlicherweise
notwendig, daß man
den Vergußvorgang
in zwei Schritte aufteilt. Nach einem ersten Befüllen wird weitere Vergußmasse hinzugefügt, um durch
Luftblasen entstandene Oberflächenrauhheiten
auszugleichen. Man muß bei
der Anpassung der Vergußmassenmenge
nicht besonders aufpassen, weil die Vergußmasse nicht bis zur Kante
eingefüllt
werden muß.
Im vorliegenden Fall ist dies nicht notwendig, da der größte Teil
der gehärteten
Vergußmasse 19 durch
Begrenzungswände
verdeckt ist und nur ein geringer Teil durch die Befüllöffnung 5 sichtbar
ist. Diese Befüllöffnung 5 kann
verschlossen werden, so daß keine
Vergußmasse
von außen
sichtbar ist.
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Die 6 und 7 zeigen
eine abgewandelte Ausführungsform
der Gehäuseanordnung
in einer Darstellung, die der der 4 und 5 entspricht.
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Der
erste Raum 8 ist nun an seiner Oberseite nicht mehr durch
eine Wand verschlossen. Vielmehr ist der erste Raum 8 an
seiner Oberseite offen. An der Oberseite (die Richtungsangaben beziehen
sich auf die Darstellung der 6 und 7)
weist der Raum 8 mehrere Balken 23 auf. Diese
Balken verbinden die Begrenzungswände des Raumes 8,
die in den 6 und 7 parallel
zur Zeichenebene verlaufen. Die Balken 23 lassen zwischen
sich Zwischenräume 24 frei.
Die Breite der Zwischenräume 24 kann
gleich sein. Die Breite der Zwischenräume 24 kann jedoch
auch unterschiedlich gewählt
werden.
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Die
Balken 23 stabilisieren das Gehäuse in ausreichendem Maße.
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Durch
die Zwischenräume 24 kann
die Vergußmasse 19 in
den ersten Raum 8 eingefüllt werden. In den meisten
Fällen
wird es dabei ausreichen, die Vergußmasse 19 durch einen
einzigen Zwischenraum 24 einzufüllen. Durch die anderen Zwischenräume 24 läßt sich
dann das Befüllen
des ersten Raumes 8 mit der Vergußmasse 19 visuell
kontrollieren.
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Wie
aus 7 ersichtlich ist, steigt die Vergußmasse 19 dann
im Raum 8 an, bis sie in die Zwischenräume 24 vordringt.
Die Vergußmasse 19 liegt dann
an den Balken 23 an, beispielsweise über die Hälfte der Höhe der Balken 23,
und dichtet dort ab, so daß der
erste Raum 8 auch dann, wenn er keine Deckenwand aufweist,
zuverlässig
nach außen
abgeschlossen ist.
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Die
Gefahr, daß sich
Lufttaschen zwischen der Vergußmasse 19 und
der Deckelwand des ersten Raums 8 bilden, ist nicht mehr
gegeben, weil es keine Deckelwand gibt. Dementsprechend wird das
Risiko, daß sich
in der Vergußmasse
Lufteinschlüsse bilden,
klein gehalten.